JPH0247269A - 耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板およびその製造方法

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JPH0247269A
JPH0247269A JP19525788A JP19525788A JPH0247269A JP H0247269 A JPH0247269 A JP H0247269A JP 19525788 A JP19525788 A JP 19525788A JP 19525788 A JP19525788 A JP 19525788A JP H0247269 A JPH0247269 A JP H0247269A
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増井 進
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誠 今中
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Kozo Sumiyama
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車用冷延鋼板として、耐型かじり性にす
ぐれた冷延鋼板およびその製造方法に関する。
〈従来の技術〉 最近、冷延鋼板の生産量に占める、極低炭素鋼CAL材
の割合が増大してきている。 これらの極低炭素JCA
L材が自動車用鋼板として使用される場合、自動車製造
工程において要求されるプレス加工性、リン酸塩処理性
等の諸性。
能は、従来の箱焼鈍材(以下BA材という)と同等もし
くはそれ以上のレベルであることが望まれている。
ところが、これら極低炭素鋼CAL材のプレス成形性を
調査したところ、引張特性等の材質はすぐれているにも
かかわらず、プレス条件によってはBA材に比べて劣る
ことがわかった。
特に型かじりの発生がBA材に比べて大きいことが問題
として上げられている。 この原因を発明者らが研究室
実験によって検討した結果、これはプレス加工時におい
て、CAL材と金型との摺動抵抗が、BA材と金型との
摺動抵抗に比して大きいことに起因することが判明した
このように摺動抵抗が大きくなると、プレス金型のビー
ト部等の摺動の厳しい箇所でひどい型かじりが発生した
り、この結果鋼板が流入しにくくなり、この流入不足が
原因で鋼板の破断が起こりやすくなる場合がある。
〈発明が解決しようとする課題〉 鋼板表面の摺動性を良好にすることで、プレス加工性を
向上させるものとしては、例えば特公昭61−2660
0に開示されているように、所定の有機高分子皮膜を鋼
板表面に形成させるという発明がある。
しかし、自動車用鋼板はプレス後塗装前処理としてリン
酸塩処理を施すが、従来潤滑処理した冷延鋼板のリン酸
塩処理性は、未処理の冷延鋼板に比べて著しく劣ること
が問題として上げられていた。
さらに、前記有機皮膜形成の場合は、経時変化で変質し
てしまい有害物になってしまう可能性もある。
また、鋼板と金型の直接接触をさける意味で鋼板をめっ
きしてプレス加工性を向上させることも考えられる。 
 1ノかし、めっきの場合、鋼板表面を厳密に管理しな
いとめっきむらが発生しやすくなるという問題がある上
に、文字通り電解を行わなければならないので、コスト
がかかるという欠点がある。
本発明は、極低炭素鋼CAL材のリン酸塩処理性を損な
うことなく、プレス加工性を著しく改善させた耐型かじ
り性にすぐれた冷延鋼板およびその製造方法を提供する
ことを目的としている。
〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明によれば、 C≦0.0040   W  t %、Si  ≦0.
 04wt %、 Mn ≦0. 35wt %、 P≦0.1wt %、 S≦0. 02wt %、 AfL≦0.1wt %、 N≦0.0050   w  t %、Ti:0.01
 〜0. 07wt  %を含み、残部がFeおよび不
可避的不純物からなる鋼板上に、Pおよび/またはBの
酸化物のアルカリ金属塩が1〜1000 mg/m2形
成されてなることを特徴とする耐型かじり性にすぐれた
冷延鋼板が提供される。
また、本発明によれば、 C≦0.0040  w t%、 Si≦0.04wt%、 Mn≦0.35wt%、 P≦0.1wt%、 S≦O9,02wt%、 Aλ≦0.1wt%、 N≦0.0050  w t%、 Ti:0.01〜0.07wt%、 N b : 0.001〜0.010 w t%を含み
、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼板上に、
Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩が1〜1
1000II1/m2形成されてなることを特徴とする
耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板が提供される。
さらに、本発明によれば、 C≦0.0040  w t%、 SL≦0.04wt%、 Mn≦0.35wt%、 P≦0.1wt%、 S≦0.02wt%、 An≦0.1wt%、 N≦0.0050  w t%、 T i : 0.01〜0.07wt%、B  二 0
.0001〜0.0030w  t  %を含み、残部
がFeおよび不可避的不純物からなる鋼板上に、Pおよ
び/またはBの酸化物のアルカリ金属塩が1〜1000
 mg/m”形成されてなることを特徴とする耐型かじ
り性にすぐれた冷延鋼板が提供される。
また、本発明によれば、 C≦0.0040  w t%、 Si ≦0. 04wt%、 Mn≦0. 35wt%、 P≦ 0.1wt %、 S ≦ 0. 02wt %、 A jZ≦0.1wt %、 N≦ 0.0050  w  j %、T  i  :
  0. 0 1 〜0. 0 7wt %、N  b
  :   0.001〜0.010  w  t  
%、B  :   0.0001 〜0.0030w 
 t  %を含み、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなる鋼板上に、Pおよび/またはBの酸化物のアルカ
リ金属塩が1〜1000 mg/aa”形成されてなる
ことを特徴とする耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板が提
供される。
さらに、本発明によれば、上記各鋼板を製造するに際し
、Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩を10
g/l以上含有し、かつpHがa、O以下である水溶液
を被覆した後乾燥させることを特徴とする耐型かじり性
にすぐれた冷延鋼板の製造方法が提供される。
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、つぎに述べる知見に基づいてなされたもので
ある。
一般に、極低炭素鋼は、低炭素鋼に比べて軟かく、また
、連続焼鈍材は、箱焼鈍材に比べて高温加熱時間が短い
ため、鋼板表面に選択酸化による濃化層が少なく清浄で
ある。 したがって、極低炭素鋼の連続焼鈍材は、鋼板
表面に成分濃化が少なく清浄であり、材質的には軟かい
極低炭素鋼の連続焼鈍材が、低炭素鋼の箱焼鈍材に比べ
て、耐型かじり性が劣るのは、上述したような、きれい
な鋼板表面と、軟かい材質に原因していると考えられる
。°すなわち、低炭素鋼の箱焼鈍材では、プレス金型と
地鉄の間に、焼鈍時の選択酸化による濃化層が存在し、
地鉄とプレス金型とが直接金属接触していないので、摺
動時の耐焼き付き性にすぐれ、結果的に耐型かじり性が
良好であるのに対して、極低炭素鋼の連続焼鈍材では、
地鉄とプレス金型が直接金属接触しているので、焼き付
きが発生しやすく耐型かじり性が劣る。 さらに、同じ
圧力でプレスした場合、軟かい極低炭素鋼では、金型と
の接触面積が大きくなり、焼き付きが発生しやすくなる
したがって、極低炭素連続焼鈍材のすぐれた材質を生か
し、成型性の向上をはかるには、その表面に何らかの被
覆をすることによって、鋼板の耐焼き付き性、すなわち
耐型かじり性を改善する必要がある。
しかし、その被覆は、プレス後のリン酸塩処理の前処理
(水洗・脱脂・表面調整等)で完全に、または完全では
ないにしろ、リン酸塩処理時に正常な亜鉛のリン酸塩結
晶の生成を阻害しない程度まで溶解除去されなければな
らない。
これが不十分であると、リン酸塩被膜の密着性が低下し
、塗装後の耐食性を劣化させることになる。
発明者らは、極低炭素鋼の連続焼鈍材に塗布することで
、極低炭素鋼の連続焼鈍材の耐型かじり性を著しく改善
し、かつリン酸塩処理の前処理で完全に溶解するか、ま
たは完全ではないにしろ、リン酸塩処理時に正常な亜鉛
のリン酸塩結晶の生成を阻害しない程度まで溶解し、低
炭素鋼の箱焼鈍材と同等の良好なリン酸塩処理性を維持
する物買を見つけるべく幾多の実験を重ねた結果、リン
および/またはホウ素の酸化物のアルカリ金属塩が極め
て有効であることを見いだした。
まず、本発明における各成分の限定範囲について述べる
C,N、これら侵入型固溶元素は過剰に含有すると、延
性、絞り性の劣化をもたらす。Cの場合は0.0040
w t%、Nの場合は0.0050w t%を超えると
延性、絞り性の劣化がいちじるしくなる。  したがっ
て、Cは0.0040w t%以下、Nは0.0050
w t%以下とする。
Si、Mn、P;これら置換型固溶元素は、C,Hに比
べると、延性、絞り性への悪影響は小さく、目的とする
強度レベルに応じて含有させることが可能である。 本
発明の場合、Siは0.04wt%、Mnは0.35w
t%、PはO,1wt%が材質上の上限である。
S;脱スケール性や化成処理性対策からSiは多いほど
よいわけであるが、Siが0,02wt%を超えると鋼
板の腐食性が悪化する。
また、多量のSi添加は材質の劣化を引き起こすので、
Siの上限を0.02wt%とする。
AJZ、鋼中脱酸に有効であるが、0,1wt%を超え
ると介在物による表面性状の劣化、化成処理性の劣化を
招くので、0.1wt%を上限とする。
Ti ;C,N、S等の固溶成分の固定に有効に寄与す
るだけでなく、C,N、S等との析出物形成による材質
の改善に多大の効果がある。
特に、その添加量としては、C,N、Sのそれぞれがす
べて限定範囲の上限の場合、それを完全に固定するため
には下記(1)式を満足する量が望ましい、 この式よ
りTiの上限を0.07wt%とする。 しかしながら
、含有量が0.01wt%に満たないとその添加効果に
乏しい。 したがって、Ti添加量を0.01〜0.0
7wt%とする。
次に本発明の請求項2〜4に記載している添加元素Nb
、Bの限定理由について述べる。
Nb : NbはTiとの複合添加によって高E1、高
r値を確保した上で、面内異方性の改善効果がある。 
しかしながら、含有量が0.001 w t%に満たな
いとその添加効果が乏しい。 一方、0.010 w 
t%を超える添加では異方性の改善効果は飽和し、逆に
EjZの低下を招く。  したがッテ、Nb量は0.0
01〜0.010 wt%とする。
B;微量添加によって、耐2次加工脆性の改善に有用で
ある。 しかしながら、多量の添加は、材質の劣化を招
くため、B量は0.0001〜0.0030w t%と
する。
本発明において、連続焼鈍した極低炭素鋼板上に塗布す
るPおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩の付着
量を1〜1000 mg/m2としたのは、第1図に示
す前記付着量と摺動性・引き抜き最大荷重の関係から明
らかなように、皮膜が1 mg/m2未満では冷延鋼板
の摺動性改善効果が不十分であるためであり、また皮膜
厚が1000 mg/m’より厚くなると、プレス後の
リン酸塩処理の前処理(水洗・脱脂・表面調整等)での
皮膜の除去ができず、リン酸塩処理性の劣化を招くおそ
れがあるためである。 また、塗布量を多くすることは
、コストの点からも望ましくない。
なお、第1図は極低炭素鋼板を濃度の異るリン酸アルカ
リの水溶液に浸漬させ、鋼板への付着量を変化させてそ
れぞれについて後記する摺動性調査方法により引き抜き
最大荷重を測定し、前記付着量との関係を求めたもので
ある。
つぎに、本発明の耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板の製
造方法について説明する。
本発明に用いるPおよび/またはBの酸化物のアルカリ
金属塩の濃度は、前記鋼板上への付着量の下限を確保す
るため、これらアルカリ金属塩の濃度が10g/A以上
であることが必要である。
箭記酸化物のアルカリ金属塩としては、NaH2PO4
,に2HPO4,Na3PO4,Na2HP04Na2
B40y 、 K2B4O7等が可能であり、ざらにT
iコロイドを含んでいることが望ましい。 また、溶液
のpHが6.0より大きいと、これら塩類の水酸化物等
が生成沈殿するため好ましくない。 したがりて、塗布
する水溶液のpHは6.0以下が望ましい。
前記水溶液を、極低炭素鋼板に被覆する方法としては、
浴中に鋼板を浸漬させる方法、ロールコータ−で塗布す
る方法、水溶液をスプレーにより塗布する方法などが挙
げられるが、特に被覆方法および被覆後の乾燥方法を限
定するものではない。
〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
表1に示す化学組成の鋼スラブを転炉一連続鋳造法によ
り製造し、ついで1250℃に加熱−均熱後、粗圧延−
仕上げ圧延により3.2mm厚の熱延鋼板とした。 つ
いで、これを酸洗後、冷間圧延により、0.7mm厚の
冷延鋼板とし、連続焼鈍(均熱温度750〜850℃)
を施した後、スキンパス圧延(圧下率0.7%)を行っ
た。
得られた各冷延板から引張試験用JIS5号試験片を切
り出し、機械的諸特性について調べた結果を表2に示す
表2より明らかなように、本発明により得られた冷延鋼
板はいずれも、比較鋼と比べてすぐれた材質を呈してい
た。
つぎに、これらの発明鋼に、アルカリ金属塩を被覆した
実施例および比較例を示す。
なお、実施例および比較例の評価は、それぞれ下記摺動
性調査方法およびリン酸塩処理性調査方法によって行っ
た。
(1)摺動性調査方法 摺動性の評価は第2a図に示す摺動性測定装置により、
チャック4に挟持した試験片5を引き抜く時の引き抜き
最大荷重を引張試験機1により測定した。 シリンダー
3によるポンチ2のおさえ荷重は100kgとした。試
験片5は無塗油のものと防錆油を塗布したものの2種類
について20mmx300mmx0.7mmのものを用
意した。
また、試験片5を引き抜く速度は500mm/min、
摺動距離は、50mmとした。
なお、第2b図に示す形状でDが15mm。
hが1mmのポンチ2で試験片5を挟み、ポンチ2で試
験片5に垂直荷重Nをかけ、上方向へ引き抜く時の最大
荷重(kg)を測定した。
(2)リン酸塩処理性調査方法 Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩を被覆し
た鋼板を、脱脂−水洗一表面調整後、下記によりリン酸
塩処理を施した。
処理液二日木バーカライジング社製パルボンドL302
0処理液 処理方式nFULL  DIP方式 処理条件:42℃で120秒間漫潰 評価方法:P比、リン酸塩皮膜重量(g/m2)および
耐水2次密着性調査方法によ る評価 ここで、P比とはPhosphophyllite (
Zn2Fe(PO4) z・4HzO)の(100)面
とHopei te (Zn。
(PO4)z・4H20)の(020)面のX線回折強
度比であり、この値が高い程、良好な皮膜とされている
また、耐水2次密着性調査方法による評価は下記のとお
りである。
自動車車体製造の工程を想定して、得られた各鋼板の試
験片に以下の順序で各処理を行なった。
■ リン酸亜鉛処理(日本バーカライジング社製パルボ
ンドL3020IA埋液使用)■ カチオン電着塗装(
日本ペイント社製パワートップU−100塗料使用、2
50 V。
膜厚20μm) ■ 中塗り塗装(関西ペイント社製アミラックチッピン
グシーラーN3使用、膜厚35〜40μm) ■ 上塗り塗装(関西ペイント社製ネオアミラックBO
O2使用、膜厚35〜40μm)上記手順より得られた
塗装鋼板を40℃の純水に10日間浸漬しセロテープに
よる基盤目剥離を行い塗膜残存率(%)で評価した。
(実施例1) 表1中の本発明鋼のAt14を脱脂後下に示す浴中に1
0秒間浸漬させた後、80℃の温風にて乾燥させた。 
付着したNa2HPO4の量は2mg/m’であった。
浴組成: Hail(PO415g/J!  P H2
,0(実施例2) 表1中の本発明鋼のB鋼を脱脂後下に示す水溶液をロー
ルコータ−で塗布した後、100℃の熱風にて乾燥させ
た。 付着したに2B407の量は350 rag/l
!1”であった。
水溶液組成:に、8407 200 g/II。
ph4. 6 (実施例3) 表1中の本発明鋼のC4lを脱脂後下に示す水溶液を2
0秒間スプレー塗布した後、65℃の温風にて乾燥させ
た。 付着したNa、B2O,の量は85 mg/m”
であった。
水溶液組成: Na2B4O7150g / I−ph
3.7 (実施例4) 表1中の本発明鋼のEtI4を脱脂後下に示す洛中に5
秒間浸漬させた後、120℃の熱風にて乾燥させた。 
付着したNa2HPO4とに2HPO4の和は970 
mg/m’であった。
浴組成: NaH2PO4120g / AK2HPO
4170g/A  ph5.4(実施例5) 表1中の本発明鋼のFtI4を脱脂後下に示す水溶液を
ロールコータ−で塗布した後、150℃の熱風にて乾燥
させた。 付着したNa、po4の量は14B/w’で
あった。
水溶液組成:Na3PO452g/I  PH2,4(
実施例6) 表1中の本発明鋼のHllを脱脂後下に示す水溶液を1
5秒間スプレー塗布した後、85℃の温風にて乾燥させ
た。 付着したNa2B、0.とに2B40?の和は5
0IIIg/l112であった。
水溶液組成: Na2B40y 10 g / j!に
2B407 22g/j2  pH3,0(実施例7) 表1中の本発明鋼の1鋼を脱脂後下に示す浴中に15秒
間浸漬させた後、75℃の温風にて乾燥させた。 付着
したNa2HPO4とMasPO4の和は570 mg
/m”でった。
浴組成: Na2HP0.150 g/IL。
Na3PO4160g/j2  pH4,7(実施例8
) 表1中の本発明鋼の、Nflを脱脂後下に示す水溶液を
ロールコータ−で塗布した後、90℃の熱風にて乾燥さ
せた。 付着したに2B407の量は120 mg/m
’でありた。
水溶液組成:に2B407 100g/It  pH4
(実施例9) 表1中の本発明鋼のL鋼を脱脂後下に示す水溶液を10
秒間スプレー塗布した後、120℃の熱風にて乾燥させ
た。 付着したNa2B40.の量は35 mg/m2
であった。
水溶液組成; N82B40t 190 g / Ap
H3,5 (実施例10) 表1中の本発明鋼のM#Aを脱脂後下に示す浴中に20
秒間浸漬させた後、100℃の熱風にて乾燥させた。 
付着したに2HPO4の量は600 mg/m”であっ
た。
浴組成:に2HP04 130g/l  pH3,3(
実施例11) 表1中の本発明鋼のNmを脱脂後下に示す水溶液をロー
ルコータ−で塗布した後、100℃の熱風にて乾燥させ
た。 付着したNa2HPO4の量は20 mg/m2
であった。
水溶液組成: Na2HPO445g/j!  P H
2,8(比較例1) 表1中の本発明鋼のB11を脱脂後下に示す浴に30秒
間浸漬させた後、80℃の温風にて乾燥させた。 付着
したに、HPO4とNa2)HPO4の和は0・ 5 
rng/m”であフた。
浴組成: HaJPO,4g / j!、KJPO44
g / J2pH4,0 (比較例2) 表1中の本発明鋼のF鋼を脱脂後下に示す水溶液を15
秒間スプレー塗布した後、140℃の熱風にて乾燥させ
た。 付着したに2B40?の量は1150 mg7m
”であった。
水溶液組成: K2B4O7350g/ftpH2,7 (比較例3) 表1中の本発明鋼の1tI4を脱脂後下に示す水溶液を
ロールコータ−で塗布した後120℃の熱風にて乾燥さ
せた。 付着したNa5PO4の量は0 、8 mg/
m’であった。
水溶液組成:Na5PO410g/IL   pH7(
比較例4) 表1中の本発明鋼のM鋼を脱脂後下に示す水溶液を10
秒間スプレー塗布した後、90℃の熱風にて乾燥させた
。 付着したに2B407とNa240yの和は120
0 mg/m’であった。
水溶液組成: K2B4O7150g / fl、Na
2BaOt 150g/It  pH3,2(比較例5
) 表1中の本発明鋼のN鋼を脱脂後、その鋼板表面にポリ
ウレタン61wt%、ポリアクリル酸エステル12wt
%、ポリエチレンオキサイド16wt%、グリシン11
wt%からなる組成の有機皮膜を形成させた。
上記各実施例および比較例の製品の型かじり性即ち摺動
性およびリン酸塩処理性を表3に示す。
この表から、本発明によりアルカリ金属塩を塗布した実
施例1〜11は、リン酸塩処理性を損うことなく摺動性
が著しく改善されていることがわかる。
〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように構成されているので、リ
ン酸塩処理性を損なうことなく、プレス加工性を著しく
改善させた耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板を得ること
ができる。
また、本発明の製造方法によりPおよび/またはBの酸
化物のアルカリ金属塩の水溶液を鋼板に被覆することに
よって耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板を低コストで得
ることができる。
3・・・シリンダー 4・・・チャック、 5・・・試験片
【図面の簡単な説明】
第1図はP塩付着量と摺動性の関係を示す図である。 第2a図および第2b図はそれぞれ摺動性測定装置およ
びこれに用いるポンチの説明図である。 符号の説明 1・・・引張試験機、 2・・・ポンチ、

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C≦0.0040wt%、 Si≦0.04wt%、 Mn≦0.35wt%、 P≦0.1wt%、 S≦0.02wt%、 Al≦0.1wt%、 N≦0.0050wt%、 Ti:0.01〜0.07wt% を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼板
    上に、Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩が
    1〜1000mg/m^2形成されてなることを特徴と
    する耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板。
  2. (2)C≦0.0040wt%、 Si≦0.04wt%、 Mn≦0.35wt%、 P≦0.1wt%、 S≦0.02wt%、 Al≦0.1wt%、 N≦0.0050wt%、 Ti:0.01〜0.07wt%、 Nb:0.001〜0.010wt% を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼板
    上に、Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩が
    1〜1000mg/m^2形成されてなることを特徴と
    する耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板。
  3. (3)C≦0.0040wt%、 Si≦0.04wt%、 Mn≦0.35wt%、 P≦0.1wt%、 S≦0.02wt%、 Al≦0.1wt%、 N≦0.0050wt%、 Ti:0.01〜0.07wt%、 B:0.0001〜0.0030wt% を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼板
    上に、Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩が
    1〜1000mg/m^2形成されてなることを特徴と
    する耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板。
  4. (4)C≦0.0040wt%、 Si≦0.04wt%、 Mn≦0.35wt%、 P≦0.1wt%、 S≦0.02wt%、 Al≦0.1wt%、 N≦0.0050wt%、 Ti:0.01〜0.07wt%、 Nb:0.001〜0.010wt%、 B:0.0001〜0.0030wt% を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼板
    上に、Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩が
    1〜1000mg/m^2形成されてなることを特徴と
    する耐型かじり性にすぐれた冷延鋼板。
  5. (5)請求項1〜4のいずれかに記載の鋼板を製造する
    に際し、Pおよび/またはBの酸化物のアルカリ金属塩
    を10g/l以上含有し、かつpHが6.0以下である
    水溶液を被覆した後乾燥させることを特徴とする耐型か
    じり性にすぐれた冷延鋼板の製造方法。
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EP1350865A2 (de) * 2002-04-05 2003-10-08 ThyssenKrupp Stahl AG Verzinktes und phosphatiertes Blech sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Blechs
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